Служба поддержки+7 (496) 255-40-00
IForum (Открыто временно, в тестовом режиме, не поддерживается.)

   RSS
Задачка для 1-го класса, (тема для умных докторов наук и одного одаренного кандидата)
 
Долго думал, этично ли для высокоученых сетевиков наукограда предлагать такое, но все же решил рискнуть, надеясь что не очень на меня обидятся. Итак, задача.
 
На книжной полке стоит собрание сочинений А.С. Пушкина. Тома располагаются слева направо (в порядке номеров) и стоят вплотную, без зазоров. Все тома с точки зрения геометрии идентичны - состоят из картонных обложек толщиной 2 мм и бумажных страниц общей толщиной 20 мм (ну и переплета). На эти тома напал книжный червь (говорят есть такие, хотя сам встречал только иносказательных), который прогрыз часть книг, начиная с первой страницы 1-го тома и кончая последней 2-го тома. Червь двигался перпендикулярно плоскостям страниц и обложек без зигзагов. Вопрос. Сколько миллиметров он прогрыз?
 
Кто смелый?

Задачка про числа
Скрытый текст

Страницы: Пред. 1 ... 265 266 267 268 269 ... 316 След.
Ответы
 
Нет ,долго считать.Надо иметь ввиду, что стакан будет переворачивать через одну из сторон квадратного дна,а сила приложена к противоположной стороне верхнего квадрата Те ,эта сила работает не только на переворачивание.
Я точно запутаюсь.  
Изменено: camus - 01.11.2021 11:55:32
 
В учебниках всегда пишут 0,5М - я им не верю, конечно. )))
 
Цитата
camus написал:
Я точно запутаюсь.  
Да чего там путаться?
Рассмотрим один тонкий слой цилиндра, в плоскости которого приложена сила. И рассмотрим ситуацию, когда внешней силы нет. Тогда на каждую точку (идиничной площади) дна стакана действуют две силы: rgh - давление водяного столба и равная этой силе реакция опоры. r - плотность воды. Вращающего момента относительно точки А, вокруг которой затем может начаться вращение, нет. Теперь приложим к верху стакана силу так, что реакция опоры на все точки, кроме  точки А, станет равной 0. Тогда на каждую точку, адаленную на расстояние х от точки А выделенного слоя будет действовать вертикальная сила, которая захочет его вращать - возникнет момент силы, равный величине M = rgh*x*dx. На весь стакан со стороны силы тяжести будет действовать Момент

M1 = rgh*a^2/2*a.

a^2/2 возникает от интегрирования по координате х, Еще одна а возникает от умножения в другой плоскости. Для равновесия нужно, чтоб этот момент М1 уравновещивался моментом М2, возникающем от приложенной вверху силы F (с плечом Н).

M2 = F*H.
Условие равновесия  следующее:

rgha^3/2 = FH.

Но rha^2 = m - массе воды. Откуда получаем условие опрокидывания стакана:

F> mg/2*(a/H).

Откуда видно, что при полностью заполненном водой стакане величина силы, опрокидывающей стакан, при приложении ее к верхней точке, не зависит от высоты стакана, поскольку масса воды m пропорциональна Н. Но если на стакан будет действовать распределенная сила, типа ветра, то ее величина, приходящая на растущую (с ростом высоты стакана) площадь боковой поверхности, будет расти. Соответственно, устойчивость по отношению к ветру будет падать обратно пропорционально высоте стакана.
 
Цитата
Gierus написал:
величина силы, опрокидывающей стакан, при приложении ее к верхней точке, не зависит от высоты стакана, поскольку масса воды m пропорциональна Н.
Вы хотите сказать ,что опрокидывающая сила для стакана высотой 1 мм и высотой 1 м будет одна и та же?
Уточнение: при равной площади дна стакана.
Изменено: camus - 01.11.2021 17:02:22
 
Цитата
camus написал:
Вы хотите сказать ,что опрокидывающая сила для стакана высотой 1 мм и высотой 1 м будет одна и та же?
Если опрокидывать пальцем, то да. Если ветром - нет.
 
У меня другое мнение.
Изменено: camus - 01.11.2021 21:49:51
 
Поясняю
Представьте стакан стоящий на столе вид спереди. Это буде прямоугольный четырёхугольник. Обозначим АБСД.Точки АД внизу ,БС вверху. Переворачивание идёт через точку А. Переворачивающая сила (ПС)действует справа налево
Ваш расчёт проведён для случая когда сила прикладывается к верхней точке точке Б .Реально,сила прикладывается к точке С( изменено) при этом она "расходуется "на давление на точку А.. Этот "расход" будет зависеть от величины угла АСД.В пределе ,если угол равен ноль градусов,ПС будет равна нулю, если 90 градусов ,то будет согласно вашему расчёту.
На чертеже было бы понятнее ,но уж как могу.
Изменено: camus - 02.11.2021 13:56:29
 
Цитата
camus написал:
при этом она "расходуется "
Сила никуда не расходуется. Если Вам не понятен мой элементарный расчет - вычисление двух моментов сил, то я не знаю, чем могу помочь.

Про углы вообще ничего не понятно. Рассматривается момент исчезновения реакции опоры. Никакого движения, никаких углов нет - стакана как стоял, так и стоит, но опирается на стол только одной точкой. Остальные касаются стола, но на него не давят.
 
Цитата
Gierus написал:
Сила никуда не расходуется
Это я образно сказал. Главное что вы не поняли это то ,что  сила F прикладывается не к точке Б ,а к точке С  ( Изменено: camus - 02.11.2021 13:56:29).А это не одно и тоже. Может после моего изменения будет понятно. Равнодействующая сил в точка С будет направлена влево вверх и она не равна F
Про ваш расчёт
Мне он представляется неверным.
 
Цитата
camus написал:
сила F прикладывается не к точке Б ,а к точке С
У Вас очень своеобразные представления о физике. Вам пишут, что сила приложена к середине верхней грани стакана, а Вы утверждаете, что она приложена к другой точке. Это выше моего разумения. И как на такое отвечать, я не понимаю. Сдаюсь.
 
Цитата
Gierus написал:
Вам пишут, что сила приложена к середине верхней грани стакана,
Приведите, пожалуйста, такую цитату в ваших постах.
Изменено: camus - 03.11.2021 11:13:34
 
Цитата
Gierus написал:
Откуда видно, что при полностью заполненном водой стакане величина силы, опрокидывающей стакан, при приложении ее к верхней точке, не зависит от высоты стакана, поскольку масса воды m пропорциональна Н.
Задача Gierusом решена неправильно. Не учтена сила трения. Не учтено смещение центра тяжести воды при наклоне цилиндра, что вызывает уменьшение давления на дно, и появление вертикального давления на наклоненную стенку. Вообще-то, если  брать не  воду, а твердотельный цилиндр, то это широко известная задача по определению коэффициента трения.
Но кроме этого Gierusу придется объяснить, почему реальный узкий высокий цилиндр неустойчив и без всякого ветра. Например, металлический штырь с торцом, плоскость которого перпендикулярна образующей цилиндра.  А Gierus утверждает, что с увеличением высоты цилиндра устойчивость повышается.

Зашел в тему по другой причине. Несколько дней назад туман вынудил все авиарейсы отказаться от посадки в Москве, хотя навигационное оборудование высочайшего класса. Это будет продолжение моего объяснения квазифизической ( а на самом деле политической) задачи о катастрофе самолета с польским президентом. А также ускорения 100g. Того самого объяснения, которое в конце мая прервал lb в свою пользу, забанив меня и Мендель Штамма "за хамство", не разглядев, что это были лишь цитаты из высказываний самого lb.
 
Александр Ильич,
Забавно.
Цитата
Александр Ильич написал:
Не учтена сила трения.
А не могли бы уточнить, о какой силе трения Вы толкуете? Скольжения, качения, покоя? В каких точках стакана эта сила приложена? И какой момент вращения относительно потенциальной точки вращения (если бы это вращение началось) эта сила создает? Остальное потом.
 
Цитата
Gierus написал:
А не могли бы уточнить, о какой силе трения Вы толкуете? Скольжения, качения, покоя? В каких точках стакана эта сила приложена?
Забавно. Именно эти вопросы я вам и задал. Вижу, что не знаете. Но сегодня олимпиада по астрономии и я несколько дней буду занят. У вас есть время подумать. Повторюсь, это известная школьная задача по определению коэффициента трения.
Маленькую подсказку дам. В зависимости от точки приложения опрокидывающей силы это будет либо сила трения скольжения, либо сила трения покоя.
 
Цитата
Александр Ильич написал:
Не учтена сила трения.
Ну поскольку Вы не смогли ответить на заданный вопрос, придется сделать это за Вас.
Когда кто-то давит сбоку в верхней части стакана, но он (стакан) при этом не движется, это означает, что в горнизонтальном направлении силы, на него действующие, уравновешены. Какой силой может быть уравновешена внешняя сила, приложенная к верху стакана, и куда она приложена? Очевидно, что это - сила трения покоя, приложенная к дну стакана, и направленная в противоположную сторону от внешнего давления. Эта сила относительно потенциальной точки вращения, (расположенной внизу стакана с противоположной стороны от точки приложения давления) имеет нулевое плечо, поскольку проходит через точку вращения. Следовательно момент этой силы равен 0, и она не может оказывать никакого влияния на устойчивость. То есть, это утверждение АИ глубоко ошибочно.
Цитата
Александр Ильич написал:
Не учтено смещение центра тяжести воды при наклоне цилиндра, что вызывает уменьшение давления на дно, и появление вертикального давления на наклоненную стенку.
Я специально не один раз подчеркивал, что рассматривается условие определение НАЧАЛА опрокидования. Когда никакого наклона нет. И писал, что при плавном увеличении внешней силы уменьшается давление на все точки дна, кроме точки вращения (где оно увеличивается). Зачем-то АИ повторил мои рассуждения, но добавил к ним несуществующий наклон, добавив, что происходит смещение центра тяжести. Не происходит смещения, поскольку в момент пропадания давления на все точки дна, кроме точки опоры, нет никакого движения никаких точек стакана, а значит и центра тяжести.
Цитата
Александр Ильич написал:
Gierus утверждает, что с увеличением высоты цилиндра устойчивость повышается.
А это просто - ложь.
Цитата
Gierus написал:
Откуда видно, что при полностью заполненном водой стакане величина силы, опрокидывающей стакан, при приложении ее к верхней точке, не зависит от высоты стакана, поскольку масса воды m пропорциональна Н. Но если на стакан будет действовать распределенная сила, типа ветра, то ее величина, приходящая на растущую (с ростом высоты стакана) площадь боковой поверхности, будет расти. Соответственно, устойчивость по отношению к ветру будет падать обратно пропорционально высоте стакана.
Можно было бы предположить, что при пропадания давления на все точки дна, кроме точки опоры, опрокидывания еще не начинается. Но это также не верно. При появлении минимального наклона момент, связанный с весом воды, препятсвующий опрокидыванию, будет уменьшаться, поскольку с наклоном стакана уменьшится плечо этой силы, в отличие от момента внешней силы, приложенной перпендикулярно поверхности. Значит, опрокидывание начнется именно при указанном мной условии (F> mg/2*(a/H)).
 
Цитата
Gierus написал:
устойчивость по отношению к ветру будет падать обратно пропорционально высоте стакана.
Я немного упростил. Не обратно пропорционально, но монотонно. Нужно проинтегрировать моменты сил давления со стороны ветра по высоте. Даже при одинаковом давлении по высоте, моменты будут тем больше, чем выше рассматриваемая точка приложения. Проинтегрировать эти моменты нет проблемы, но я это делать не стану.
 
Цитата
Gierus написал:
Ну поскольку Вы не смогли ответить на заданный вопрос
Чего же вы слюной брыжжете?  На заданный мной же вопрос я-то ответить смогу. Чего вы торопитесь? Я же дал вам время подумать.
Цитата
Александр Ильич написал:
У вас есть время подумать. Повторюсь, это известная школьная задача по определению коэффициента трения.Маленькую подсказку дам
Так как прогресса нет, дам еще одну маленькую подсказку.
Цитата
Gierus написал:
Эта сила относительно потенциальной точки вращения, (расположенной внизу стакана с противоположной стороны от точки приложения давления) имеет нулевое плечо, поскольку проходит через точку вращения. Следовательно момент этой силы равен 0, и она не может оказывать никакого влияния на устойчивость.
А если коэффициент трения равен нулю, то потенциальная точка вращения превращается в импотенциальную.
Дальше сами додумаетесь, или дальше разжевывать?  
 
Бессмысленно дальше что-то писать. Если человек утверждает, что сила, проходящая через точку опоры, то есть, имеющая нулевое плечо и нулевой момент, может производить опрокидывающее действие, и ему на это указываешь, а он продолжает взамен нести полную пургу, то на это у меня аргументов нет. Финиш.
 
Цитата
Gierus написал:
Сдаюсь....Финиш
Короче ,слился с гордо понятой головой, намекая, что этими недотёпами разговаривать нечего.
А сам свою задачу (пост7977) не решил. И дело не в ветре, можно пальцем толкать, а в том ,что так и не понял, что решение зависит от точки приложения силы. Ссылка на ""приложена к середине верхней грани стакана" как минимум странная. Это куда пальцем ткнуть?
Представленное решение с ошибками.
Финиш.
 
Цитата
camus написал:
А сам свою задачу (пост7977) не решил.
А пост 7983 не пробовали прочитать и понять? В решении Н - точка приложения внешней силы. Это может быть, как верхняя точка стакана, так и любая другая. Например, если прикладывать ее в самом низу (Н = 0), то стакан не перевернется, а может только поехать (если сила достаточная для преодоления силы трения покоя). Ведь я всего-то посчитал два момента сил и приравнял их. Неужели это непонятно? Тогда и вправду я не в состоянии Вам помочь.

Но Вы хоть не несете пургу про нулевое трение и пр. В постановке задачи сказано, что ветром пустой стеклянный стакан, стоящий на столе, опрокидывает, а не сдвигает. И на том спасибо.
 
camus,
Замечу, что ни Вы, ни АИ своего решения так и не смогли представить. Только утверждали, что мое решение ошибочно...
 
Я и вправду я не в состоянии Вам помочь.
Н это не точка, это высота стакана. M2 = F*H .И что ,Н это точка?
Цитата
Gierus написал:
Ведь я всего-то посчитал два момента сил и приравнял их. Неужели это непонятно?
Да чего же не понятного. Я это посчитал до Вашего поста. F = Р* R/ Н ,где Р--вес стакана с водой ,R --радиус дна стакана.
Но это не правильно для этой задачи. Сила прикладывается не в точку, находящуюся на высоте Н над точкой А(точка вращения),а с другой стороны стакана. В этом случае получается параллелограмм сил и равнодействующая ,которая и будет поднимающей силой для стакана
Цитата
Gierus написал:
ни Вы, ни АИ своего решения так и не смогли представить
Про А.И не скажу, но но что касается меня, то я написал, что я запутаюсь с этим параллелограммами и дал оценочное суждение по устойчивости.

В приведённом Вами решении (7983)введён параметр ""а"", Но "а" относилось к прямоугольному стакану, а Вы рассматриваете цилиндрический стакан. Тогда и формула для М1будет по другому выглядеть. Повторюсь ,это решение не для этой задачи.
 
Цитата
camus написал:
Но "а" относилось к прямоугольному стакану, а Вы рассматриваете цилиндрический стакан.
Стакан, у которого верхняя и нижняя грань - квадраты, является цилиндрическим. Смотрите определение, что такое цилиндр.

Я рассматривал точку приложения силы вверху стакана на высоте Н от дна. И предлагал это же сделать Вам. Но Вы стали со мной спорить, говоря, что я не для всех точек приложения силы решил задачу. Тогда я Вам написал, что если считать Н не высотой стакана, а точкой приложения, то результат также будет справедлив.
Цитата
camus написал:
Сила прикладывается не в точку, находящуюся на высоте Н над точкой А(точка вращения),а с другой стороны стакана. В этом случае получается параллелограмм сил и равнодействующая ,которая и будет поднимающей силой для стакана
Это называется "пара сил", которая и вращает тело. Конечно, точка, относительно которой могло бы начаться вращение, находится с противоположной стороны от точки приложения. Это - очевидно. Моменты сил, вращающих тело относительно любой точки (в данном случае точки А в Ваших обозначениях) считаются по отдельности в силу принципа суперпозиции сил. Расчет момента какой силы для Вас непонятен? Или Вам, по-прежнему, непонятно куда сила прикладывается для стакана с квадратным основанием? Поясняю более подробно: Вы смотрите на боковую грань стакана со стороны, куда намереваетесь приложить силу. И видите высокий прямоугольник со сторонами а и Н. Давить надо в середину верхней части этого прямоугольника - на ребро. Или, если хотите рассчитать усилие для произвольной высоты, в любую точку средней линии, проведенной в вертикальном направлении.  
Изменено: Gierus - 09.11.2021 13:09:55
 
Александр Ильич, Задачка для Вас и ваших продвинутых учеников:
Шарик катится по плоскости. Нарисовать силу трения.
"Нарисовать" означает -- указать точку, в которой приложена сила и её направление.
 
Chaynic,
Думаю, что могу ответить на вопрос. Но пока подожду других. Или могу в личку написать.
 
Gierus,
Цитата
Gierus написал:
Chaynic,
Думаю, что могу ответить на вопрос. Но пока подожду других. Или могу в личку написать.
Андрей, я в ваших возможностях не сомневаюсь. Эту задачку я решал на устном экзамене по физике летом 1966 года.
Пусть АИ подумает -- ему учеников воспитывать.
 
Chaynic,
ok
 
Цитата
Gierus написал:
Стакан, у которого верхняя и нижняя грань - квадраты, является цилиндрическим
Формально отбоярились ,но стакан на столе ,он и есть стакан, с круглым донышком.
Цитата
Gierus написал:
Вы стали со мной спорить, говоря, что я не для всех точек приложения силы решил задачу.
Да не для всех ,а не для той точки.
Цитата
Gierus написал:
Конечно, точка, относительно которой могло бы начаться вращение, находится с противоположной стороны от точки приложения
Но у Вас в расчёте  точка приложения находится на одной стороне стакана с точкой предполагаемого вращения.  Или Вы считаете ,что это неважно?
Изменено: camus - 09.11.2021 16:08:16
 
Цитата
camus написал:
Но у Вас в расчёте  точка приложения находится на одной стороне стакана с точкой предполагаемого вращения.
Вы считаете, что я не в своем уме? И думаю, что когда я давлю на верх стакана, то он начнет мне в ответ так давить на палец, что опрокинется на него, может даже сломав? Вы когда-нибудь встречали такие взбесившиеся предметы?
 
Цитата
Александр Ильич написал 27.03.2011 12:42:00:
To Gierus  
To Chaynic
 
С Вами согласен.

Цитата
Александр Ильич написал 27.03.2011 13:09:00:
С Герусом и Чайником согласен не совсем. Еще подумаю.По-моему сила трения покоя и сила трения скольжения - это разные силы.

Цитата
Александр Ильич написал 27.03.2011 15:35:00:
To Gierus  
To Chaynic
 
Мои размышления развиваются в следующем направлении.Все виды трения связаны с межмолекулярными взаимодействиями,в конечном счете имеющими электромагнитную природу...
Страницы: Пред. 1 ... 265 266 267 268 269 ... 316 След.